资料简介
第十五章 怎样传递信息—通信技术简介
一、电磁波
1.了解电磁波产生的条件。
2.了解振动的振幅、周期与频率,波长与波速的物理意义。
3.了解电磁波的意义。
4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影
响。
电视台通过电磁波,将精彩的电视节目展现给我们。
电磁波与我们的生活
移动通信设备极大地方便了我们的联系。
雷达设备在军事、
气象等方面有广泛
的应用。
一、电磁波的产生
1. 探究电磁波的产生
探究问题 电磁波是什么,他是怎样产生的呢
探究实验1
取一台中波收音机,用调谐旋钮将指针调到
没有电台的位置,并将音量开大,然后将收
音机贴近一个调光台灯,旋动调光旋钮使灯光
变亮,收音机立刻发出持续的“嘎、.....”声
探究实验2
打开收音机的开关(同上),让电池的负极
与一把锉良好接触,如图所示,正极
连接一根导线,拿着导线头,让它与
锉接触,并在锉面上滑动,这时收音机也会发出持续的“嘎....”声
探究分析
收音机发出持续的“嘎、....”。声表明收音机接收到了电磁波。
电磁波是怎样产生的呢?探究实验1中台灯中的电流是变化的,
探究实验2中导线中的电流也是变化的。实验说明,当电流不断
变化时会产生电磁波
电磁波的产生 变化的电流能在周围的空间中产生电磁波
2.电台中电磁波的产生方式
(1)在电台中,采用专门的电子器件和电路来产生变化得非常快的电
流,这种电流称为振荡电流。将振荡电流送人电台的发射天线,就会在
天线周围的空间中激起电磁波,并传向远方。
(2)振荡电流是一种周期性变化的电流,变化的快慢用频率( )表
示。频率的国际单位是赫兹(Hz)。由振荡电流产生的电磁波,它的频
率等于振荡电流的频率,即每秒内电流振荡的次数。
(3)物理学研究表明,只有频率很高的电流产生的电磁波才能传到远方,
因此表示电磁波的频率要用到较大的单位,如千赫( kHz )、兆赫
( MHz )、吉赫( GHz )。
(4)频率单位的换算关系:1 kHz=103 Hz;1 MHz=106Hz;
1GHz=109Hz。
(5)通常用于广播、电视和移动电话的电磁波叫作无线电波,它包括长
波、中波、短波和微波。无线电波的频率大体在几百千赫至几千兆赫这
个范围内。
3.电磁波谱
电磁波的范围很广,γ射线X射线、紫外线、可见光、红外线和无
线电波都是电磁波。它们的本质都是电磁波,只是它们的波长和频率
范围不同。电磁波谱如图所示。
4.电磁波的应用和危害
内容 说明
电磁波的应用
(1)在医学上,用γ射线做脑部手术;X射线可
用于判断是否骨折。(2)在通信领域,利用无
线电波传输信息。(3)在生活中,电视机、空
调等设备的遥控器都利用了红外线;收音机、
飞机和舰船上的雷达都要用到无线电波;微
波不仅可用于通信,还可用于加热食品等
微波是一种
高频率的电
磁波,它具
有反射、吸
收、穿透三
种特性
电磁波的危害
当电磁辐射达到一定程度时,会导致控制系统和信息传输
系统失控,还会引发人头痛、失眠、记忆力减退等症状
二、电磁波的传播
1.电磁波的传播
探究问题
声波的传播需要介质,电磁波的传播是否也需要介质?
利用哪些现象或实验能够说明呢
探究实验1
把一部手机放入真空玻璃罩,用另一部手机呼叫它,你
会发现真空罩内的手机能接收到信号,但听不到声音
探究分析
实验现象说明声音不能在真空中传播,而电磁波能在真
空中传播。另外,玻璃是固体,周围空间有空气,说明
电磁波能在固体、气体和真空中传播
探究实验2
将一部手机用塑料薄膜打包,放入水中,再用另一
部手机呼叫它,你会听到手机的铃声,把水换成
其他液体,实验现象也一样
探究分析 说明电磁波能在液体中传播
探究结论
电磁波可以在固体、液体、气体和真空中传播,
电磁波的传播不需要介质
2.电磁波的传播速度
电磁波在真空中的传播速度和光在真空中的传输速度相同,约为3×108m/s。
电磁波在空气中的传播速度与在真空中非常接近。
3.电磁波的特征
内容 说明
波的基本特征
振幅(A)
波源偏离平衡位置的最
大距离,单位是米(m)
周期(T)
波源振动一次所需要的
时间,单位是秒(s)
内容 说明
波
的
基
本
特
征
频率(f ) 波源每秒内振动的次数,单位是赫兹( Hz)
波长(λ)
波在一个周期内传播的速度(相邻两个波
峰或波谷之间的距离),单位是米(m)
波速(c) 1s 内传播的距离,单位是米每秒(m/s )
(1) c=λf 。(2)在真空(或空气)中电磁波的波速一定,
所以电磁波的频率和波长成反比,波长越长,频率越低;波长
越短,频率越高
例:关于电磁波的产生,下列说法中正确的是( )。
A.导线中没有电流,可以在空间激起电磁波
B.导线中有电流,就可以在空间激起电磁波
C.导线中有迅速变化的电流,就可以在空间激起电磁波
D.以上三种情况都可以产生电磁波
解析:要在空间激起电磁波,导线中必须有迅速变化的电流,而
电流迅速变化是指电流的方向变化或电流的大小变化或电流的大
小和方向都在变化,故C选项正确。
答案: C
电磁波与超声波的区别于与联系
项目种类 电磁波 超声波
区
别
产生条件 变化的电流 发声体的振动
传播介质 不需要介质,真空中也能传播 需要介质,真空中不能传播
传播速度 真空中最大,约为3×108m/s 一般情况下,v汽
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